“光纤光学基础实验”教学方案优化设计与探讨

“光纤光学基础实验”是面向光电信息科学与工程专业本科生和光学工程专业研究生开设的重要的实验课程。分析了“光纤光学基础实验”教学中存在的主要问题,结合该课程核心知识点和教学目标,优化了“光纤光学基础实验”的主要教学内容。通过更换精度更高的光学器件,提高了光学元件调节效率及读出分辨率;采用云班课软件构建线上线下混合式教学,及时追踪实验教学全过程,达到了提升教学效果的目的;采用项目研讨式教学,调动了学生参与实验的主观能动性。

以创新能力培养为导向的光纤光学实验课程体系重构与实践

光纤光学是光电信息领域中标志性的高新技术,该领域技术和产业的后备力量培养具有重要的战略性意义。为完善光纤光学实验课程体系的建设,满足社会发展中对光电子领域人才的动态需求,提出了以创新实践能力培养为导向,多层次教学内容构建、教研资源整合、导学结合教学方法设计、评价反馈机制完善为措施,以期培养学生的专业综合素质,提升学生的创新实践能力和科学素养,提高实验课程授课质量。

基于自主综合项目的“光纤光学”课程探索

根据“光纤光学”的课程特点,探索了基于自主综合项目的教学方法。自主综合项目以学生兴趣为驱动,不对项目任务预设目标。学生团队根据兴趣点选择课程的相关内容作为研究项目,将课程的基础理论应用到项目的研究过程中。通过分工合作,完成课题的研究。实践表明,自主综合项目能加深学生对相关课程内容的理解,提高学生分析解决问题的能力,更重要的是能培养学生对科学研究的兴趣和认知。

非线性光纤光学中非线性薛定谔方程推导逻辑的探讨

非线性薛定谔方程是描述光脉冲在光纤中非线性传输的基本方程,广泛应用于光纤通信、光纤激光器等领域。在现有的非线性光纤光学的经典教材中对非线性薛定谔方程的推导,采用的是直接在非线性介电常数中引入非线性折射率效应。本文指出了该方法对于传输方程非线性项处理的局限甚至不妥之处,给出了一种非线性薛定谔方程较严格的推导方法,即从非线性的波动方程出发,讨论不同非线性效应的非线性极化强度驱动源的不同表现形式,并将方程作横向积分处理。本文详细阐述了从非线性源的角度出发推导非线性薛定谔方程的方法,并以四波混频等非线性效应为例,帮助读者理解非线性效应对于传输方程的影响;此外,还探讨了在推导非线性薛定谔方程中的正负频表示等问题。

虚拟实验在非线性光纤光学教学中的应用

结合教学和科研经验 ,通过 Matlab语言编程 ,分别给出光码分多址传输系统、色散管理孤子传输系统以及实际江苏省二级干线网络光纤传输系统的虚拟实验 ,并应用于非线性光纤光学教学中 ,教学实践证明 ,通过该虚拟实验 ,可以增强学生对有关概念的感性认识 ,提高学生学习的主动性、积极性 ,还为从事研究生教学的教师提供了参考。今后如果将各虚拟实验模块集成 ,且进一步和 VC语言结合 ,相信能给出更加方便友好的界面 。

双抽运光子晶体光纤光学参量放大器特性研究

利用光子晶体光纤高非线性和低色散斜率的优良特性,提出了一种利用变换和缩放的四阶切比雪夫多项式计算双抽运光纤参量放大器平坦增益和带宽的方法.利用上述多项式的微小波动性,推导了放大器的增益和带宽表达式,进行了模拟分析,并与色散移位光纤参量放大器进行了比较.仿真结果表明,光子晶体光纤参量放大器具有优良的放大特性,其增益平坦度小于±0.5 dB,增益带宽可达80 nm.在此基础上,设计了一种新颖的可减小受激拉曼散射影响的双抽运光子晶体光纤参量放大器.

光纤光学头对三维磁光卡的信号检测

提出了一种具有大容量、可抹可录、便携式特点的三维磁光卡读写系统的优化设计方案。其读写系统使用了飞行式光纤光学头，极大程度地降低了平均寻道时间。以BorlandC＋＋语言为基础，建立了光学专家系统以对信号检测进行计算机模拟分析，其方法亦适用于磁光盘及其他类型光盘存储系统的光学头设计及信号捡测的模拟分析。

可调灵敏度的新型光纤光学甲烷检测系统

应用取样光纤光栅和棱镜气室,构建了灵敏度可调的光纤甲烷检测系统,可实现对甲烷气体等距分布的多条吸收线的同时测量。利用背景扣除和比值处理技术,实现了常压下甲烷不同体积分数的检测。气体配置过程的在线实验表明,系统示值与体积分数变化间线性关系良好。

光纤光学参量放大器的增益特性研究

介绍了光纤光学参量放大器的理论,基于耦合波方程推导出光纤光学参量放大器的增益表达式。以增益表达式为基础,详细分析了在典型参数下光纤光学参量放大器的性能。在单泵浦情况下,对不同光纤长度、不同泵浦功率及不同泵浦波长的光纤光学参量放大器做了性能分析。在双泵浦情况下,对不同泵浦波长的光纤光学参量放大器做了性能分析。研究结果表明,在典型参数情况下的双泵浦光纤光学参量放大器具有较好的特性。

物理模型在工程教育中的应用与实践——以光纤光学中“光线轨迹方程”教学为例

为使学生能更形象、直观、深刻地理解工科专业中的某些知识点,提出利用将学生初次接触的新概念与其已储备知识相联系,特以光纤光学中“光线轨迹方程”为例进行说明。在该课程的教学中,将光线轨迹方程与学生已经熟知的引力方程进行类比,其中,阶跃折射率分布光纤与零重力场相似;渐变折射率分布光纤与地球重力场相似;光线轨迹与质点具有在相应的场下相似的运动状态及性质。从而使学生很容易理解光线在光纤乃至其他类型光波导中的传播轨迹,并解释为什么渐变折射率分布较阶跃型光纤具有更小的色散及更高的信号传输速率。

抑制分布式光纤光学传感器错误警报的混合支持向量机算法（英文）

主要研究了基于模式识别的分布式光纤光学传感器的抗干扰控制。首先,通过理论分析分别建立了光信号模型及扰动(包括人为入侵与风扰动)模型,并将二者结合得到在实际应用环境下的人为入侵信号与风扰动信号,且通过仿真方法将人为入侵与风扰动加以区分。其次,根据上述仿真结果研究了几种特征向量提取方法。然后应用提取的特征向量,通过支持向量机的方法基本完成了模式识别,精度高达80%。最后提出了一种混合的支持向量机算法,从而将模式识别的精度提高到98.7%,并通过在线测试验证了该支持向量机算法的有效性。

“非线性光纤光学”的专题研讨式教学

研究生课程"非线性光纤光学"适宜采用专题研讨式教学。在实施专题研讨式教学时,合适的教材能引导研究生迅速掌握科研内涵。针对"非线性光纤光学"授课内容,可将其分为脉冲在光纤中的传导、群速度色散、自相位调制、光纤孤子、偏振效应以及其他非线性光学效应等6个专题。为有效提升教学效果,授课前、研讨中、实施后三个阶段,师生均需精心准备。研讨式教学对提升研究生科研能力具有重要作用。

非线性光纤光学研究型综合实验的设计与实践

非线性光纤光学是光学中广受关注的研究领域和前沿交叉学科。针对光学专业本科生,设计了非线性光纤光学研究型综合实验,内容包括文献调研、自主选题、实验装置搭建、实验结果分析以及实验内容拓展五个部分。实践证明,该研究型综合实验有助于锻炼学生的专业技能、开阔学生的学术视野、培养学生的创新意识和探究精神。

《光纤光学》课程配套实验教学探索

本文研究了《光纤光学》课程配套实验的内容及安排,包括光纤焊接实验、光纤无源器件的综合实验、光纤放大器、光纤通信实验、光纤损耗及色散测试实验、基于背散射法的OTDR测试技术等。将这些实验按照教学进度整合融入进《光纤光学》课程教学中,能够让学生充分理解掌握课程所学内容。而通过实验设计中的开放性实验模块,能够有效地提升学生的深度思考能力和创新能力。

浅谈 Rsoft 软件在光纤光学教学中的应用 *

光学作为理学类专业的一门基础学科，在本科生教育中占有非常重要的地位，近年来光纤光学已被引入了本科及研究生课堂。本文提出了在光纤光学教学中使用Rsoft软件进行仿真分析，结合该软件的使用特点，采用软件仿真的实验教学方式，将光纤传播理论中难懂的理论知识转变为可视化的图像显示，直观的反应光纤传光特点，帮助学生理解和分析，有效提高教学质量和教学效率。